Titanatinių jungiamųjų medžiagų projektavimo koncepcija grindžiama esminiu poreikiu modifikuoti paviršių. Dėl molekulinės struktūros derinimo kaip pagrindo, juo siekiama pagerinti sąsajų sukibimą ir optimizuoti kompozicinės medžiagos veikimą tiksliai suderinant neorganinių užpildų ir organinių matricų fizikines ir chemines savybes. Jo dizainas nėra paprasta cheminė sintezė, o sisteminis molekulinės inžinerijos metodas, integruojantis paviršiaus chemiją, polimerų suderinamumo teoriją ir apdorojimo technologiją, siekiant sukurti funkcines molekules, turinčias didelį aktyvumą, platų suderinamumą ir stabilų apdorojimo langą.
Projektavimo logikos išeities taškas yra gili sąsajų problemų analizė. Neorganinių užpildų paviršiuose dažnai yra daug hidroksilo grupių, metalų oksidų arba atvirų jonų, kurie pasižymi stipriu poliškumu; o organinės matricos, tokios kaip dervos ir gumos, dažniausiai yra žemos arba silpnai polinės, todėl tarp paviršių yra didelis energijos skirtumas ir suderinamumo barjeras. Kuriant titano jungiamąsias medžiagas, reikia nukreipti šią sritį, kad būtų sukurtos „amfifilinės tilto“ molekulės: titano atomo centre šios molekulės sudaro cheminius ryšius per koordinavimo arba kondensacijos reakcijas tarp hidrolizuojamų alkoksi grupių ir hidroksilo grupių užpildo paviršiuje; tuo pačiu metu tarp ilgos-grandinės riebalų rūgščių esterių arba modifikuotų organinių grupių ir matricinių polimerų grandinių susidaro van der Waals jėgos arba susipynimo sąveika, sujungianti poliškumo skirtumus ir sumažinant sąsajų įtampą.
Modulinis molekulinės struktūros dizainas yra labai svarbus įgyvendinant šią koncepciją. Titano centro koordinavimo aplinka lemia jo reaktyvumą su užpildu -kontroliuodama alkoksi grupių (monokoksi, dialkoksi arba chelatinių struktūrų) skaičių ir sterinius trukdžius, hidrolizės greitį ir sąsajos tvirtinimo stiprumą galima subalansuoti, išvengiant per didelės hidrolizės sukelto veikimo pablogėjimo. Organinių šoninių grandinių dizainas turi atitikti matricos charakteristikas: ne-polinėms dervoms, tokioms kaip poliolefinai, ilgos-grandinės alkilo grupės arba poliolefino vaškai naudojami grandinės segmentams modifikuoti, siekiant pagerinti suderinamumą; poliariniams inžineriniams plastikams arba kaučiukams įvedamos polinės grupės, tokios kaip esterio grupės ir epoksidinės grupės, siekiant pagerinti sąsajų sąveiką; ypatingiems funkciniams reikalavimams (pvz., atsparumui karščiui ir antipirenui) gali būti įterptos aromatinės heterociklinės arba heteroatominės funkcinės grupės, kad molekulei būtų suteiktas papildomas terminis stabilumas arba sinergetinis poveikis.
Taip pat nuosekliai taikoma -į funkciją orientuota sinerginio dizaino koncepcija. Šiuolaikinės titanatinės jungiamosios medžiagos ne tik siekia sąsajų sujungimo, bet ir turi atsižvelgti į apdorojimo galimybes-kontroliuojant molekulinę masę ir klampumą, kad būtų sumažintas atsparumas lydymuisi; įvedant hidrolizei{3}}atsparias grupes arba stabilizuojančias struktūras, kad būtų pagerintas patvarumas drėgnomis ar aukštoje{4}}temperatūromis. Be to, ekologiškos dizaino koncepcijos skatina kurti mažo-toksiškumo, mažo-lakumo struktūras, kad būtų sumažintas poveikis aplinkai ir operatoriams bei atitiktų atitikties reikalavimus tokiose jautriose srityse kaip maisto pakuotės ir medicininės medžiagos.
Nuo laboratorinio molekulinio modeliavimo iki pramoninio pritaikymo tikrinimo, titano jungiamųjų agentų projektavimo filosofija pabrėžia uždaro ciklo „struktūros-našumo-proceso optimizavimą: kompiuterinis-projektavimas numato molekulinės struktūros-savybių ryšius, derinant su 6} mažo masto ir bandomojo masto ryšiais}{{{5}. sąsajos modifikavimo efektai ir apdorojimo galimybės, galiausiai lemiantys molekulinius sprendimus, tinkamus didelio masto gamybai. Ši problema-orientuota projektavimo logika, naudojanti molekulinę inžineriją, leidžia titanatinėms jungties priemonėms tiksliai prisitaikyti prie daugiakomponentinių užpildų sistemų (kalcio karbonato, talko, volastonito ir kt.) ir matricinių medžiagų (plastiko, gumos, dangų), pagerinant bendrą kompozitinių medžiagų našumą, tuo pačiu teikiant molekulinio, funkcinio lygio sprendimus ir ekologišką pramonę.
Apibendrinant galima teigti, kad titanato jungties agentų projektavimo filosofija daugiausia dėmesio skiria sąsajos problemoms, siekiant tikslios kontrolės nuo molekulinės struktūros iki makroskopinių savybių naudojant modulinę molekulinę konstrukciją, funkcinį sinergetinį optimizavimą ir ekologiškus aspektus. Jo esmė slypi gilioje medžiagų mokslo ir chemijos inžinerijos integracijoje, suteikiant numatomą, nuspėjamą ir veiksmingą sąsajos modifikavimo technologijos kelią.
